JP2001221629A - 成形体の形状検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型液晶表示装置に使用される反射板やそ
の基材のような微細な表面形状を有する成形体であって
も、簡単にかつ高精度で表面形状の検査を行うことがで
きる形状検査方法を提供することである。 【解決手段】 所定形状に成形された成形体（基材１）
に、この成形体の形状を変化させない条件下で樹脂材を
塗布し硬化させて一体化した後、成形体および硬化樹脂
材２を切削して試料片を作成し、この試料片を用いて成
形体の断面形状を観察することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は成形体の形状検査方
法に関し、より詳しくは液晶表示装置用の反射板やその
基材等の表面形状の検査に適した検査方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】近時、反射型液晶表示装置に使用される反
射板として、断面が微細な鋸歯状となったものが開発さ
れている。この反射板は、ポリカーボネート樹脂等の合
成樹脂を用いて、図４に示すような断面が鋸歯状の基材
１を成形し、この基材１の表面にアルミニウム等の金属
反射膜を蒸着して製造される。かかる反射板は、光反射
特性に高い精度が要求されるため、反射面となる表面の
形状に高い精度が要求される。具体的には、図４に示す
基材１の表面は、通常、ピッチ（Ａ）が１０〜４０μｍ
で高さ（Ｂ）が３〜５０μｍの非常に微細な鋸歯形状を
有するため、当該ピッチおよび高さが所定の許容範囲内
に入っているか否か、さらに各ピッチごとの形状は正し
く現れているか否かを検査する必要がある。

【０００３】基材１の成形は、通常、合成樹脂板の表面
へのエンボス加工によって行われる。この場合、基材１
の製造条件によっては、基材１の表面形状が変形するお
それがあるため、金属反射膜の蒸着前にあらかじめ基材
１の表面形状を検査する必要がある。また、金属反射膜
の蒸着工程においては、蒸着時の熱で基材表面が変形す
るおそれがあるため、金属反射膜の蒸着後にも反射板の
表面形状を検査する必要がある。

【０００４】成形体等の微細な表面形状の検査には、一
般に表面観察顕微鏡（レーザースキャン方式）による形
状観察や切断面を走査型電子顕微鏡で観察する方法によ
り行われている。前者ではレーザーの反射光を利用して
いるため表面形状によっては反射光が得られにくく正し
い計測ができない場合がある。一方後者の場合は予備処
理として成形体をミクロトーム等で薄く切削して試料片
を作成するが、切削時に変形しやすいため、もとの形状
を損なわずに切削することはきわめて困難であり、この
ため得られた試料片を走査型電子顕微鏡で観察しても、
正確に形状を観察するのは困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような問題を解
決するために、基材１の表面にシリコーン樹脂を流し込
み、硬化させた後、硬化したシリコーン樹脂を剥がし
て、いわゆるシリコーン・レプリカを作製し、このレプ
リカを切削して、表面形状を表面観察顕微鏡にて観察す
ることが提案されている。しかしながら、このような方
法は、レプリカの作製に多大の時間と費用を必要とする
と共に、検査の精度も劣るという問題がある。

【０００６】従って、本発明の目的は、前記基材のよう
な微細な表面形状を有する成形体であっても、簡単にか
つ高精度で表面形状の検査を行うことができる検査方法
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の形状検査方法は、所定形状に成形された成形
体に、この成形体の形状を変化させない条件下で樹脂材
を塗布し硬化させて一体化した後、成形体および硬化樹
脂材を切削して、試料片を作成し、この試料片を用いて
成形体の断面形状を観察することを特徴とする。ここ
で、成形体の形状を変化させない条件下で樹脂材を塗布
し硬化させるとは、樹脂材の塗布時および硬化時に成形
体に熱変形や収縮、膨張等の外力が実質的に作用しない
条件であることを意味する。

【０００８】このように、本発明では、成形体の表面に
樹脂材を塗布し硬化させているので、硬化樹脂材によっ
て成形体の表面形状が固定保護された状態となり、それ
ゆえこのような成形体を切削しても、成形体の表面形状
が変形するおそれがなく、正確な表面観察が可能とな
る。

【０００９】本発明の検査方法では、成形体の表面を金
属薄膜で被覆した後、前記樹脂材を塗布するのが好まし
い。これにより、成形体と硬化樹脂材との界面が明瞭と
なり、成形体の形状観察が容易になる。本発明の検査方
法は、特に反射型液晶表示装置に使用される反射板やそ
の基材の検査に好適である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。この実施形態は、本発明の検査方法を反射型液晶
表示装置に使用される反射板の検査に適用したものであ
る。図１はこの実施形態にかかる検査方法を示してお
り、同図（ａ）はポリカーボネート樹脂からなる基材１
（成形体）を示している。基材１の表面１ａは、前記し
たようにエンボス加工により断面が鋸歯状に成形されて
いる。

【００１１】本発明の方法により検査を行うには、ま
ず、切削時に基材１がたわむのを防止するために、基材
１を適当な補強材３の表面に接着固定する。補強材３と
しては、種々の硬質材、例えばアクリル系樹脂板等が挙
げられる。また、補強材３に接着するための接着剤とし
ては、例えば常温硬化型のエポキシ樹脂接着剤等が使用
可能である。

【００１２】基材１を補強材３に接着後、基材１の表面
１ａに樹脂材を塗布する。樹脂材としては、基材１との
接着性に優れ、かつ塗布時や硬化時に基材１の形状を変
化させないものが使用される。このような樹脂材として
は、無溶剤型で常温硬化性を有するものが好ましく、溶
剤を含有する場合には基材１を膨潤させるおそれがあ
る。また、加熱硬化型の樹脂では基材１が硬化時に熱変
形するおそれがある。さらに、硬化時に硬化収縮等を起
こさない寸法安定性に優れたものが好ましい。このよう
な樹脂材としては、例えば前記した補強材３への接着に
使用したのと同じ常温硬化型のエポキシ樹脂接着剤等が
挙げられる。

【００１３】樹脂材の塗布方法や塗布量は特に制限され
ず、刷毛塗り、流し込み、浸漬等の方法により任意な厚
さに塗布すればよい。塗布後、樹脂材を硬化させて、図
１（ｂ）に示すように、表面に硬化樹脂材２が積層接着
された基材１を得る。ついで、ミクロトームによりガラ
スナイフ、ダイヤモンドナイフ等の切削具を使用して、
基材１を硬化樹脂材２と共に厚さ０．５〜５μｍで送り
出して切削加工し、表面を平滑にして試料とする。そし
て、試料の断面形状を観察して、表面形状や寸法が正し
く成形されているか否かを検査する。

【００１４】観察は、例えば電界放射型走査電子顕微鏡
（以下、ＦＥ−ＳＥＭという）、熱電子銃型走査電子顕
微鏡等によって行うことができる。形状観察は、基材１
の１ピッチ当たりの長さおよび高さ（図４に示すＡおよ
びＢ）のほか、形状自体（例えば１ピッチ当たりの断面
形状が正確に二等辺三角形になっているか否か）等につ
いても行い、その結果に基づいて良否判定を行う。

【００１５】この実施形態によれば、基材１は裏面が補
強材３で補強され、表面形状は樹脂材を塗布・硬化させ
て形成した硬化樹脂材２で固定保護されているので、切
削時に基材１がたわんだり、切削方向等に変形するのが
防止される。このため、成形された形状を保持したまま
で切削することができ、検査精度が向上する。また、検
査結果は成形等の製造が適切に行われたか否かを正しく
判断する基礎となり、反射板の性能向上、品質不良の低
減に大きく寄与することができる。

【００１６】本発明の好ましい実施形態によれば、図２
に示すように、基材１の表面に金（Ａｕ）蒸着膜４（金
属薄膜）を設け、このＡｕ蒸着膜４の表面に樹脂材を塗
布・硬化させて硬化樹脂材２を形成する。このように基
材１と硬化樹脂材２との間にＡｕ蒸着膜４を介在させる
ことにより、両者の界面が明瞭になり、基材１の形状観
察がより一層容易になり、検査精度も向上するという利
点がある。

【００１７】Ａｕ蒸着膜４は、例えば真空蒸着法、イオ
ンスパッタリング法等によって形成することができる。
Ａｕ蒸着膜４の形成時に基材１が変形するのを防止する
うえで、Ａｕ蒸着膜４の厚さはできるだけ薄いのが好ま
しく、通常２０〜２００Å程度であるのが適当である。

【００１８】このようにして基材１が所定形状に成形さ
れていることを検査によって確認した後、図３に示すよ
うに、基材１の表面に金属反射膜５を形成して反射板６
を得る。金属反射膜５としては、通常、アルミニウム蒸
着膜、金蒸着膜、銀蒸着膜等が使用される。これらの蒸
着膜は、例えば真空蒸着法、イオンスパッタリング法等
によって形成される。また、金属反射膜５の厚さは、通
常２００Å〜１０００Å程度と比較的厚いため、金属反
射膜の形成時に基材１が熱等で変形、その他の損傷を受
けるおそれがある。このため、金属反射膜の形成により
基材１の形状に異常がないか否かを検査する必要があ
る。

【００１９】そこで、所定形状に成形された成形体から
なる基材１の表面に金属反射膜５を形成した反射板６の
表面に、前記と同様にして、基材１の形状を変化させな
い条件下で樹脂材を塗布し硬化させて一体化した後、反
射板６および硬化樹脂材２を切削して、試料片を作成
し、この試料片を用いて反射板６の形状観察を行う。こ
れにより、金属反射膜５の形成時に基材１が熱等で変
形、その他の損傷を受けたか否かを確実に検査できるの
で、この検査結果に基づいて、金属反射膜５の作製条件
をより適切なものに設定することができる。

【００２０】なお、以上の実施形態は、液晶表示装置用
反射板およびその基材の形状検査方法についてのもので
あるが、形状検査を必要とする他の成形品についても同
様にして適用可能である。

【００２１】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて、本発明
の検査方法を詳細に説明する。

【００２２】実施例１ ポリカーボネート樹脂成形板の表面をエンボス加工して
得た基材の裏面を補強材（ポリメチルメタクレート棒
材）に急速硬化型エポキシ樹脂接着剤（チバガイギー社
製の「アラルダイト ラピッド」）を用いて常温で接着
した。ついで、基材の表面にも同じエポキシ樹脂接着剤
をプラスチック製のヘラにて塗布し常温で硬化させた。
ついで、基材をミクロトームにより厚さ１μｍで送り出
し切削加工し、切削面が平滑な試料を得た。この試料切
削加工面の補強材と試料の側面にドータイト（導電性塗
料：藤倉化成株式会社製）を塗布し、風乾し、カーボン
を蒸着し導電性を付与した後、この試料の断面形状をＦ
Ｅ−ＳＥＭ（日立：Ｓ−４５００型、５ｋＶ、１０μ
Ａ、ＷＤ（対物レンズ間距離）＝１５、コンデンサーレ
ンズの励磁強さ ５、絞り３）にて観察した。その結
果、基材は断面形状が損なわれずに切削されており、こ
のため基材の断面形状を正確に観察し評価することが可
能となった。

【００２３】実施例２ 実施例１で用いたと同様の裏面をエポキシ樹脂で補強し
た基材の表面にイオンスパッタリング法にて金（Ａｕ）
を５０秒蒸着して厚さ１００ÅのＡｕ蒸着膜を形成した
以外は、実施例１と同様にしてその断面形状を観察し
た。 その結果、硬化樹脂材と基材との間にＡｕ蒸着膜
を介在させることにより、それらの界面が明瞭となり、
基材の形状検査がより正確で容易なものになった。

【００２４】実施例３ 基材の表面にアルミニウムを蒸着して厚さ６００Åのア
ルミニウム蒸着膜を形成した後、実施例１と同じエポキ
シ樹脂接着剤を塗布した以外は、実施例２と同様にし
て、その断面形状を観察した。その結果、反射板は断面
形状が損なわれずに切削されており、このため、反射板
の断面形状を正確に観察し評価することが可能となっ
た。

【００２５】比較例１ ポリカーボネート樹脂成形板の表面をエンボス加工して
得た基材をミクロトームにより厚さ１μｍで切削加工し
て試料を得た。この試料を両面粘着テープ上に切削表面
を上にして貼り付け、試料台に固定した。この試料の端
面の基材部面にＡｇペーストを塗布後、風乾し、Ｐｔ−
Ｐｄ蒸着を５０秒間行った。ついで、試料の断面形状を
ＦＥ−ＳＥＭにて実施例１〜３と同条件で観察した。

【００２６】比較例２ ポリカーボネート樹脂成形板の表面をエンボス加工して
得た基材の表面に厚さ６００Åのアルミニウム蒸着膜を
形成して反射板を作製した。この反射板をミクロトーム
にて厚さ１μｍで切削加工して試料を得た。この試料を
両面粘着テープの上に切削表面を上にして貼り付け、試
料台に固定した。この試料の端面の基材部面に周囲にＡ
ｇペーストを塗布後、風乾し、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着を５０秒
間行った。ついで、試料の断面形状をＦＥ−ＳＥＭにて
実施例１〜３と同条件で観察した。前記観察の結果、比
較例１，２では、基材および反射板の表面形状は切削方
向に変形しており、正確な断面形状を観察できなかっ
た。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、微細な表面形状を有す
る成形体であっても、簡単にかつ高精度で表面形状（断
面形状）の検査を行うことができるので、製造条件をよ
り適切なものにすることが可能となり、製品の品質向
上、不良品の低減に大きく寄与できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す説明図である。

【図２】本発明の好ましい実施形態を示す説明図であ
る。

【図３】本発明において検査対象となる反射板の一例を
示す断面図である。

【図４】反射板に使用される基材の一部拡大図を含む斜
視図である。

【符号の説明】

１ 基材 ２ 硬化樹脂材 ３ 補強材 ４ Ａｕ蒸着膜（金属薄膜） ５ アルミニウム蒸着膜（金属反射膜） ６ 反射板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定形状に成形された成形体に、この成形
   体の形状を変化させない条件下で樹脂材を塗布し硬化さ
   せて一体化した後、成形体および硬化樹脂材を切削して
   試料片を作成し、この試料片を用いて成形体の断面形状
   を観察することを特徴とする成形体の形状検査方法。
2. 【請求項２】前記成形体の表面を金属薄膜で被覆した
   後、前記樹脂材を塗布する請求項１記載の形状検査方
   法。
3. 【請求項３】所定形状に成形された基材の表面に金属反
   射膜を形成してなる反射板の表面に、前記基材の形状を
   変化させない条件下で樹脂材を塗布し硬化させて一体化
   した後、反射板および硬化樹脂材を切削して、試料片を
   作成し、この試料片を用いて反射板の断面形状を観察す
   ることを特徴とする反射板の表面形状検査方法。